Все о полиэфирном (ПЭТ) пластике

Полиэстер, в большинстве случаев, относится к торговому названию полиэтилентерефталата или ПЭТ. Это самый используемый термопластичный полимер в мире. Фактически, это составляет около 18% мирового производства полимеров. В текстильной промышленности часто используется термин «полиэстер». Из него делают волокна для одежды и упаковывают текстильные изделия. Другое популярное применение полиэстера — изготовление пластиковых бутылок из ПЭТ. Полиэстер — это прозрачный полукристаллический материал, который также имеет высокий барьер для влаги. Он также имеет благоприятное соотношение прочности и веса.

Полиэстер или ПЭТ обладают хорошей химической стойкостью и не вступают в реакцию с пищевыми продуктами и жидкостями. Это также небьющийся материал, поэтому он может заменить стекло при изготовлении тары. Поскольку он является термопластическим материалом, он имеет температуру плавления 260 ^o C. Его можно нагреть до этой температуры, охладить, а затем снова нагреть без какого-либо значительного ухудшения качества. Способность поликарбоната разжижаться при повторном нагреве делает его подходящим для литья под давлением. В коммерческом плане он широко доступен и по разумной цене.

История из полиэстера

Самые ранние записи о создании полиэстера относятся к 1940 году, когда DuPont захотела производить текстильные волокна из полиэстера. Тем временем в Англии ПЭТ был запатентован парой сотрудников английской компании Calico Printers Association Ltd. DuPont зарегистрировал свое творение под названием Mylar и получил регистрацию в 1952 году.

В Советском Союзе ПЭТ производился в Институте высокомолекулярных соединений в 1949 году. Этот институт входил в состав Академии наук СССР. И, наконец, бутылка из ПЭТ была запатентована Натаниэлем Уайетом в 1973 году. Итак, в целом, полиэстер и ПЭТ претерпели очень глобальную эволюцию.

Сегодня мировое производство полиэстера составляет почти 80 миллионов тонн в год. annum.

Производство полиэфира

Полиэфир можно производить двумя способами, в одном из которых используются этиленгликоль и диметилтерефталат, а во втором — этиленгликоль и терефталевая кислота. .

В первом сценарии диметилтерефталату и этиленгликолю позволяют реагировать в присутствии основного катализатора при температуре примерно от 150 ^o c до 200 ^o c. Метанол отгоняют, а затем избыток этиленгликоля отгоняют с помощью вакуума. Этот процесс производства полиэстера также известен как процесс переэтерификации.. Он включает в себя два этапа, и химические реакции этих двух этапов показаны ниже:

Первый этап

C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₃ ) ₂ + 2 HOCH ₂ CH ₂ OH → C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ OH) ₂ + 2 CH ₃ OH

Второй шаг

n C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ OH) ₂ → [(CO) C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ O)] _n + n HOCH ₂ CH ₂ OH

Во втором сценарии этиленгликоль и терефталевая кислота могут реагировать при высоких температура и умеренное давление в процессе, известном как этерификация. Во время процесса вода удаляется перегонкой. Химическая реакция для этого процесса выглядит следующим образом:

n C ₆ H ₄ (CO ₂ H) ₂ + n HOCH ₂ CH ₂ OH → [(CO) C ₆ H ₄ (CO ₂ CH ₂ CH ₂ O)] _n + 2 n H ₂ O

Иногда полиэфир или ПЭТ страдают от деградации в вышеуказанных процессах. Если это произойдет, тогда используются определенные сополимеры или стабилизаторы.

Преимущества полиэстера

Полиэстер доступен в различных сортах в зависимости от области применения, в которой он будет использоваться. Он доступен в виде гомополимера и версии, созданной путем модификации сополимерами. Когда он используется в текстиле и для изготовления тканей, он известен как полиэстер. При использовании в упаковке он известен как ПЭТ. В свое время он был также известен как ПЭТ-П. Каким бы ни было его название, у полиэстера есть много преимуществ, таких как:

• Полиэстер прозрачен и имеет хорошую проницаемость.
• Полиэстер недорогой и легко доступный
• Полиэстер устойчив к влаге и имеет низкое водопоглощение.
• Полиэстер обладает прекрасными электрическими свойствами.
• Полиэстер обладает хорошей химической стойкостью к воде, а также органический материал
• Полиэстер можно переработать и разбить на смолу.
• Полиэстер обладает хорошей термостойкостью и стойкостью к старению.

Применение полиэстера

Одежда . Полиэстер хорошо известен для изготовления одежды и предметов одежды. Он имеет хороший барьер для влаги и является отличным материалом для изготовления спортивной и атмосферостойкой одежды. Он также используется в сочетании с хлопком для производства одежды без морщин. Он более устойчив к разрывам, чем хлопок или другие материалы, которые также используются для изготовления одежды.

Товары для дома : Полиэстер широко используется при изготовлении мебели и обивки. Он также используется для изготовления ковров, поскольку доступен в виде волокон. Веревки, используемые в быту, часто изготавливаются из полиэстера..

Упаковка : Полиэстер и ПЭТ широко используются в упаковке. Самым распространенным из этих приложений является ПЭТ-бутылка. Он используется для упаковки самых разных напитков, от безалкогольных напитков до соков. Пищевые продукты также упаковываются в ПЭТ-банки. Некоторые типы лотков (ящиков для яиц) изготавливаются из полиэстера. Некоторые типы упаковочных пленок также изготавливаются из полиэстера.

Ленты : ПЭТ используется в качестве носителя для магнитных лент, а также в самоклеящихся лентах из-за его высокая механическая прочность.

Еда : кристаллизующийся ПЭТ может выдерживать высокие температуры печи и отрицательные температуры. Следовательно, его можно использовать для изготовления подносов и упаковки для замороженных обедов.

Возобновляемая энергия : пленки ПЭТ используются в качестве материала подложки для тонкопленочных солнечных элементов.

Прототипы из полиэстера с использованием ЧПУ, 3D-принтеров и литья под давлением

Станки с ЧПУ

Полиэстер — отличный материал для станков с ЧПУ. Он поставляется в виде листового материала и хорошо подходит для обработки на фрезерном или токарном станке. Он прозрачный и небьющийся, что обеспечивает отличную обрабатываемость. Полиэстер, используемый в станках с ЧПУ, обычно прозрачен, но также может быть окрашен. Иногда требуется дополнительная обработка полиэстера после его использования на станке с ЧПУ, чтобы удалить любые следы инструментов и потертости.

3D-печать

Полиэстер также доступен в виде нити, которую можно использовать с 3D-принтерами для создания прототипов с использованием файлов автоматизированного проектирования. Поскольку полиэстер представляет собой термопласт, который можно плавить, а затем охлаждать без разложения, он используется в 3D-принтерах. Это отличный материал для 3D-печати, потому что полиэстер гибкий и прочный. Полиэстер также издает меньше запаха при 3D-печати, чем ABS и PLA.

Литье под давлением

Полиэстер доступен в форме гранул, которые идеально подходит для использования с термопластавтоматом. Поскольку полиэстер является термопластом, гранулы можно плавить и разжижать. Затем жидкий полиэфир можно инжектировать в форму под давлением. Одна из мер предосторожности, которую следует предпринять в отношении полиэстера, заключается в том, что он должен быть сухим перед использованием, поскольку материал гигроскопичен. Усадка ПЭТ или полиэстера очень низкая, что является еще одним желательным качеством.

Недостатки полиэстера

• Полиэстер может быть переработан, но не биоразлагаемый. Следовательно, всегда существует проблема накопления огромных количеств полиэфира и ПЭТ.
• ПЭТ иногда подвержен процессу окисления. Если продукт питания, такой как вино или пиво, хранится в контейнере/бутылке из ПЭТ, окисление может фактически ухудшить вкус напитка. Не рекомендуется хранить продукты питания/напитки в течение длительного времени вместе с ПЭТ-контейнерами.
• Полиэфиры могут подвергаться гидролитическому разложению.. Следовательно, перед обработкой их необходимо высушить с помощью осушителя.
• Полиэстер не является углеродно-нейтральным материалом. Он сделан из углеводородов и, следовательно, зависит от ископаемого топлива. На это также влияет цена на нефть.

Свойства и характеристики